Co je sekvenování DNA?
Sekvenování DNA je soubor vědeckých metod pro stanovení sekvence nukleotidových bází v molekule DNA. Všechny živé organismy mají DNA (deoxyribonukleová kyselina) v každé ze svých buněk. Každá buňka v organismu obsahuje genetický kód pro celý organismus. Proces sekvenování DNA transformuje DNA z daného organismu do formátu, který mohou vědci použít pro základní studium biologických procesů, lékařský výzkum a forenzní analýzu.
Při sekvenování DNA lze použít několik metod. První metody byly vyvinuty v 70. letech 20. století a jsou velmi pracné a časově náročné. Nejoblíbenější a nejběžnější sekvenční reakcí používanou dnes je dideoxynukleotidové sekvenování, které může být prováděno ručně nebo stroji, v závislosti na množství materiálu, který má být sekvenován.
Množství genetického materiálu v organismu se značně liší a je měřeno počtem nukleotidových bází, které obsahuje. Například virus nebo bakterie mohou mít pouhých pět tisíc bází, zatímco lidský genom obsahuje asi tři miliardy bází. Metoda sekvenování dideoxynukleotidů při sekvenování DNA může spíše než desetiletí sekvenovat mnoho genomů ve dnech a velké genomy v letech.
V sekvenování DNA existují čtyři fáze. Nejprve musí být DNA odstraněna z buňky. Potom podstoupí sekvenční reakci. Dále je DNA rozdělena podle velikosti a nakonec analyzována počítačem, který výsledky uvádí do použitelného formátu.
Prvním krokem v sekvenování DNA je dostat DNA z buňky. To lze provést mechanicky nebo chemicky. DNA přichází ve dvou řetězcích, ale současně lze sekvenovat pouze jeden řetězec.
Jakmile se DNA rozpadne, vloží se na vektory, což jsou buňky, které se samy replikují donekonečna neurčitě, spolu s primerem, což je chemická látka, která zahájí proces. To vytváří klony DNA organismu, který je sekvenován. Sekvenční reakce používá primer k zahájení chemického procesu reprodukce druhého řetězce DNA. Sekvenování se provádí v tepelném cyklovači, takže se reakce opakuje mnohokrát. Opakování reakce vede k většímu výtěžku sekvenované DNA.
Po sekvenování je DNA tříděna podle velikosti kapilární elektroforézou. DNA je tažena elektrickým proudem gelem v kapiláře, což je velmi tenká skleněná trubice. Vlákna DNA se objevují tříděná podle délky. Jak se vynoří z kapiláry, prochází laserem, který aktivuje barviva, která identifikují nukleotidové báze. Tato informace se přenese do počítače, který poté na obrazovce zobrazí sekvenci DNA.